NAM(Nested Associaition Mapping) #

NAM 이란? #

NAM(Nested Associaition Mapping)은 양친 중 1개의 부모 계통을 공유하나 각기 다른 두 번째 부모 계통을 갖는 세트로 되어있는 집단을 활용하여 유전자 연관지도를 작성하는 방법이다.
기존의 Linkage mapping과 Association study의 단점을 보완한 새로운 Mapping 방법으로써 유전적 정보 기반으로 양적형질을 탐색하는데 가장 강력한 방법이다.

표 1. 3가지 유전자 연관지도 분석 방법 비교

NAM population 구축 방법 #

Whole genome 정보가 밝혀져 있는 reference 개체와 더불어 유전적 다양성을 갖고 있는 다양한 개체들이 필요하다.
최근 NGS 기법의 발달로 많은 생물종들에 reference genome들이 밝혀져있고 이에 따른 SNP 정보들도 공개되어 있다. 이 SNP 정보들을 활용하여 생물의 유전적다양성 분석할 수 있어 기존의 개발된 옥수수에 이어 콩, 밀, 보리, 수수 및 애기장대에서 연구가 진행 중이다.

NAM population 구성도 #

그림 1. Diagram of genome reshuffling between 25 diverse founders and the common parent and the resulting 5000 immortal genotypes

NAM population에 경우 1개의 모본을 공유하고 유전적 다양성을 보이는 모본들을 교배하여 여러개의 RIL(Recombinant Inbread Line)집단들을 합쳐서 구성된다.

NAM 분석의 이점 #

Genetic mapping #

RIL 집단과 같이 Bi Parent 집단을 활용한 유전자 지도의 경우 두 모본사이에서 다형성을 보이는 마커만을 활용하여 유전자 지도가 작성되게 된다. 이는 유전자 지도 작성에 있어 공백이 발생하게 되고 유전자 지도의 해상도가 낮아지는 문제점이 있다.
NAM 집단의 경우 각 RIL 집단들에서 다형성을 나타내는 마커들이 종합되어서 상대적으로 유전자 지도의 해상도가 높아지게 된다.
유전자 지도의 해상도가 높을수록 MAS(Marker Assisted Slection)에 유리한 장점이 있다.

QTL analysis & GWAS #

QTL 분석에 있어서 기존의 개별 RIL 집단과 달리 NAM 집단을 이용한 QTL 탐색에서는 각 집단에서 분산되어있던 minor 혹은 major QTL들의 누적된 값을 얻을 수 있는 장점이 있다.

그림 2. Identification of QTLs for Shattering and flowering with CIM and JICIM in soybean's chromosome 16

또한 GWAS(Genome Wide Association Study)분석도 가능한데 집단 구축에 있어 공통 모본 외에 다른 모본들에 경우 유전적 다양성을 나타내므로 활용이 가능하다.
결론적으로 집단 내에서 QTL mapping과 GWAS 분석을 동시에 수행할 수 있어 target gene을 규명하는데 이점이 있다.

Reference #

• Jianming Yu et al. 2009. Genetic properties of the maize nested association mapping population. Science 325, 737–740.